Tipuri și modele de cuptoare cu rezistență electrică indirectă

Metodele de încărcare și descărcare a produselor încălzite, precum și metodele de mutare a acestora în cuptoare cu rezistență electrică determină în mare măsură atât designul, cât și proprietățile operaționale. În fig. 1 prezintă principalele tipuri de cuptoare cu rezistență electrică, atât cu acțiune intermitentă (celula), cât și cu acțiune continuă (metodică), ilustrând dezvoltarea modalităților de mecanizare a acestora.

Numărul I indică tipurile de cuptoare discontinue în care produsul este staționar în timpul procesului de încălzire și numai încărcarea și descărcarea sunt mecanizate.

Indexul 1 se referă la un cuptor cu cameră cu o ușă laterală prin care, de obicei, articolele mici sunt încărcate manual în cameră. Acesta este un cuptor universal fără mecanizare.

Index 2 - un cuptor cu arbore cu un capac cu deschidere. Aici, încărcarea și descărcarea produselor se face prin deschiderea superioară a cuptorului și de aceea acestea pot fi mecanizate folosind o macara de atelier sau un palan situat deasupra cuptorului.Ridicarea si retragerea capacului in lateral se poate face manual (cu o parghie) sau cu ajutorul unei macarale sau palan sau in final cu ajutorul unui mecanism special hidraulic sau electromecanic.

Indexul 3 corespunde unui cuptor cu clopot. Setul său include mai multe suporturi căptușite, pe care poate fi instalat un clopoțel (clopot) cu încălzitoare cu ajutorul unei macarale. Încărcarea și descărcarea se efectuează cu ajutorul unei macarale cu capacul scos (instalat pe un alt stand). Deplasarea capotei de la un suport la altul se face și folosind marginea podului.

Index 4 — cuptor cu camera boghiului. Aceste cuptoare sunt concepute pentru a încălzi articole mari care nu pot fi încărcate manual. Camera cuptorului în sine stă pe coloane (sau fundații), iar partea inferioară a acesteia este un cărucior căptușit, care, cu ajutorul unui troliu sau a unui antrenament amplasat pe acesta (autopropulsat), se poate deplasa pe șine de sub cuptor. Încărcarea și descărcarea căruciorului se face cu macara rulantă.

Indexul 5 marchează cuptorul liftului. Camera cuptorului stă pe coloane înalte, partea inferioară a acestuia poate fi ridicată în cuptor sau coborâtă cu o sarcină folosind un lift hidraulic. În poziția inferioară, fundul cuptorului devine rolele sale pe șine și poate fi încărcat și descărcat de sub cuptor în atelierul de sub macara rulantă. Modelele de cuptor 2, 3 și 5 pot fi sigilate și operate într-o atmosferă specială sau în vid.

Orez. 1. Principalele tipuri de cuptoare cu șa și lot

La numerele II și III sunt indicate cuptoarele continue, în care produsele încălzite se deplasează de la un capăt la celălalt al cuptorului și sunt indicate cuptoarele cu numărul II, în care mișcarea produselor se efectuează periodic, în lovituri, și figura. III indică cuptoarele, în care această mișcare are loc continuu.

Index 6 — cuptor tunel, în care produsele sunt așezate pe cărucioare stivuite, trec printr-o cameră de cuptor în formă de tunel. După o anumită perioadă de timp, toate cărucioarele se deplasează la o lungime egală cu lungimea unui cărucior, unul dintre ele părăsind cuptorul de descărcare, în timp ce din capătul opus al cuptorului intră în camera acestuia un alt cărucior încărcat.

În indexul 7 este prezentat un cuptor de extrudare.Pe masa de încărcare (dreapta) este montat un palet de produse rezistent la căldură. Usile de la capetele cuptorului se deschid periodic iar impingatorul (hidraulic sau electromecanic) impinge paletul in cuptor, fortand sa se deplaseze intregul sir de paleti situati in cuptor pe sinele refractare ale focarului. În acest caz, din cuptor iese tava din stânga, după care ușile se închid.

Indexul 8 marchează un cuptor pentru vetrele pietonale. În partea de jos a cuptorului, în funcție de lungimea acestuia, sunt instalate grinzi rezistente la căldură, care, prin intermediul unui antrenament, primesc o mișcare alternativă înainte. În acest caz, grinzile înainte de a se muta de la capătul de încărcare al cuptorului sunt ridicate din canelurile de pe partea de jos, partea inferioară a cuptorului și le mută de-a lungul cuptorului. Înainte ca mișcarea inversă a grinzii să fie coborâtă în canelurile fundului, produsele stau pe fund și nu participă la mișcarea de întoarcere a grinzilor. În acest fel, produsele periodic, în etape, se deplasează prin cuptor de la capătul de încărcare până la capătul de descărcare.

Index 9 pentru cuptorul transportor.În camera cuptorului, un transportor cu lanț este întins pe doi arbori, a căror plasă este formată din ochiuri țesute sau zale ștanțate sau turnate. Pe măsură ce arborele de antrenare (pe partea de refulare) se rotește, transportorul se mișcă lin, transportând cu el produsele încărcate pe el la capătul de încărcare (dreapta) al cuptorului. Construcția transportorului poate fi foarte diferită.

Indexul 10 se referă la un cuptor rotativ. Șurubul este situat în camera cuptorului - un tambur rezistent la căldură cu o spirală arhimediană. Pe măsură ce tamburul se rotește, produsele se rostogolesc în tambur, deplasându-se treptat de la capătul de încărcare la capătul de descărcare.

Indexul 11 ​​arată un cuptor pulsat cu un cuptor. În partea inferioară a camerei, cuptorul se află pe role, focar termorezistent sub formă de jgheab, pe care capătul de încălzire al cuptorului (în dreapta) este aranjat cu părți încălzite. Cu ajutorul unui antrenament excentric, podul primește o mișcare alternativă, iar mișcarea sa înapoi (spre încărcare) este lină, iar spre descărcare este ascuțită, sub acțiunea unui arc cu șoc asupra amortizoarelor. Din această cauză, produsele în timpul mișcării înapoi urmează aceeași cale ca mai jos, în timp ce în timpul mișcării înainte ele, prin impulsul de impact, alunecă înainte față de vatră. Ca rezultat, produsele sunt mutate treptat prin impulsuri de la capătul de încărcare al cuptorului la descărcare.

Indexul 12 indică un cuptor cu mese cu role. Rolele rezistente la căldură sunt montate în partea inferioară a camerei, se rotesc încet în sens invers acelor de ceasornic. Din această cauză, produsul plasat pe rolele din dreapta (spre deosebire de cele trei tipuri anterioare de cuptoare, acest cuptor este conceput pentru încălzirea produselor mari) este transportat treptat de-a lungul cuptorului până la capătul său de descărcare.

Indexul 13 se referă la un cuptor rotativ. Este în esență un cuptor transportor înfășurat pe un inel. Focarul rotativ în formă de inel face ca produsul plasat pe acesta prin ușa de încărcare (în peretele lateral neprezentat în figură) să completeze un cerc complet în cuptor până la ușa de descărcare situată lângă ușa de încărcare.

Index 14 pentru un cuptor de trefilare utilizat pentru încălzirea firelor sau benzilor. La capetele cuptorului sunt tamburi cu sârmă sau bandă întinsă între ele. Pe măsură ce bobinele se rotesc de la una dintre ele, banda (sau sârma) se înfășoară și se înfășoară în jurul celuilalt.

Design de cuptor cu temperatură joasă

Cuptoarele cu temperatură joasă nu pot fi foarte eficiente deoarece coeficienții de transfer de căldură prin convecție naturală sunt mici. Procesul poate fi îmbunătățit prin introducerea circulației artificiale prin instalarea unui ventilator de aspirație pe acoperișul cuptorului sau al dulapului, iar pentru a reduce consumul de căldură pentru încălzirea aerului, acesta poate fi organizat circular. În acest caz, ventilatorul, aspirând aerul în partea superioară a cuptorului, îl conduce de-a lungul canalului lateral izolat termic și îl suflă în partea inferioară a cuptorului.

Dacă este necesară uscarea produselor și, prin urmare, îndepărtarea umidității evaporate din părțile încălzite, atunci se organizează o circulație mixtă, în care o parte din aer este aspirată de ventilatorul din dulap și o parte din cameră (Fig. 2). Temperatura maximă de încălzire a produselor în acest tip de cuptoare și uscătoare nu depășește, de obicei, 200 - 300 ° C.

Orez. 2. Cuptor cu circulație naturală: 1 — elemente de încălzire, 2 — cadru exterior, 3 — cadru interior, 4 — izolație termică, 5 — raft piese, 6 — clapete pentru reglarea aerului.

Proiectarea unui cuptor cu buclă închisă pentru încălzirea produselor metalice mici într-un strat sau produse lungi este prezentată în Fig. 3.

Orez. 3. Cuptoare camera cu circulatie fortata a atmosferei si un incalzitor electric

Este un cuptor cu arbore pentru călirea produselor din oțel, în care se introduc coșuri din material termorezistent cu grilă sau fund perforat și se umplu cu produsele de încălzit.

Încălzitoarele sunt amplasate pe partea laterală a cuptorului, în jurul coșului, dar sunt separate de acesta printr-un ecran rezistent la căldură pentru a preveni radiațiile directe și supraîncălzirea asociată a produselor adiacente pereților coșului. În partea de jos, cuptorul este echipat cu un ventilator care conduce aerul încălzit prin coșuri. Acest aer este apoi deviat radial în spațiul inelar dintre coș și pereții cuptorului și este încălzit, spălând încălzitoarele.

În fig. 4 prezintă un cuptor pentru uscarea electrozilor de sudură la o temperatură de 400 ° C. Puterea cuptorului 210 kW, electrozii sunt așezați pe cărucioare, rame și cu ajutorul unui împingător și tractor hidraulic sunt conduși prin cuptor. Cuptorul are un ventilator intern 6, precum și ventilatoare externe 10.

Încălzitoarele sunt amplasate pe pereții laterali ai cuptorului. Astfel, în acest cuptor, fluxurile de aer sunt direcționate perpendicular pe linia de mișcare a produselor. Astfel de cuptoare pot fi construite în mai multe zone.

Orez. 4. Cuptor de uscare cu împingător electric: 1 — împingător, 2 — cărucior, 3 — masă, 4 — cadre pentru amplasarea electrozilor, 5 — cameră de încălzire, 6 — ventilator cuptor, 7 — conductă de aer, 8 — dragă, 9 — ridicător hidraulic de ușă drive, 10 — ventilator extern

Modele de cuptor cu temperatură medie

Cuptoarele de temperatură medie pentru tratament termic sunt extrem de diverse. Cel mai simplu și în același timp universal cuptor este cuptorul cu cameră (Fig. 5). Este alcătuită dintr-o cameră dreptunghiulară cu căptușeală rezistentă la foc și izolație termică, acoperită cu un acoperiș și plasată într-o carcasă metalică.

Cuptorul se incarca si se descarca prin deschiderea din peretele frontal, acoperita cu o usa. Încălzitoarele sunt amplasate în vatră și pe pereții laterali ai cuptorului, mai rar pe acoperiș. În cuptoarele foarte mari, încălzitoarele sunt amplasate atât pe spatele cuptorului, cât și pe uși pentru a asigura o distribuție mai uniformă a temperaturii în camera cuptorului. Încălzitoarele de fund sunt de obicei acoperite cu plăci refractare pe care sunt așezate produsele încălzite.

Ușile cuptoarelor cu cameră, de regulă, sunt de ridicare, în cuptoare mici cu antrenare manuală sau pe picior (cu antrenare cu picior mâna muncitorului rămâne liberă), în cele mai mari - cu cele electromecanice. În al doilea caz, întrerupătoarele de limită sunt instalate în pozițiile superioare și inferioare ale ușii, care opresc motorul electric în pozițiile finale.

Orez. 5. Cuptor electric cu cameră cu încălzitoare metalice și o perdea de flacără: 1 — ușă, 2 — mecanism de ridicare a ușii, 3 — ieșire a încălzitorului, 4 — carcasă, 5 — căptușeală, 6 — încălzitoare laterale, 7 — încălzitoare de acoperiș, 8 — focare, 9 — încălzitoare, 10 — dispozitiv perdea de flacără.

Cuptoarele cu cameră pe cărucioare sunt utilizate pentru recoacere sau alte tratamente termice ale pieselor mari care nu pot fi încărcate manual în cuptor. Sunt o cameră fără fund și, de obicei, fără un perete frontal care stă pe coloane (Fig.6) și un cărucior pe role, pe care se montează vatra și peretele frontal al cuptorului, deplasându-se pe șine cu ajutorul unui antrenament electric sau a unui troliu electromecanic. Căruciorul pornește de sub cuptor, piesele sunt încărcate pe el cu o macara, apoi se deplasează sub cameră și cuptorul este pornit pentru încălzire.

Orez. 6. Cuptor camera cu vatra cu boghiu: 1 — încălzitoare, 2 — zidărie refractară, 3 — izolare termică, 4 — termocuplu, 5 — sertar, 6 — uşă, 7 — cuşcă

După încheierea ciclului de recoacere, căruciorul părăsește din nou cuptorul și este descărcat. Încălzitoarele cuptorului sunt de obicei amplasate pe pereții laterali, din spate și din față și în vatră și, uneori, pentru a asigura o încălzire mai uniformă de-a lungul bolții. Încălzitoarele de perete inferior și frontal sunt alimentate de cabluri flexibile sau contacte cu lamă. Astfel de cuptoare sunt economice doar cu o sarcină mare, atingând o capacitate de 100 de tone și mai mult și o capacitate de 3000 - 5000 kW.

Al doilea grup general de cuptoare discontinue sunt cuptoarele cu arbore. Sunt realizate sub formă de arbori rotunji, pătrați sau dreptunghiulari, deschiși în vârf și acoperiți cu un capac (Fig. 7).

Orez. 7. Cuptor electric cu arbore: 1 — încălzitoare, 2 — zidărie refractară, 3 — izolație termică, 4 — capac cuptor, 5 — ieșire încălzitor, 6 — termocuplu.

Încălzitoarele din cuptoarele cu arbore sunt de obicei instalate pe pereții laterali (încălzitoarele de jos sunt instalate rar, cu atât mai mult în cuptoarele dreptunghiulare plate). Uneori, în cuptoarele rotunde concepute pentru încălzirea unei încărcături cilindrice goale (mănunchiuri de sârmă, role de tablă), în plus, un încălzitor central vertical este situat de-a lungul axei. Ghidajele speciale rezistente la căldură protejează încălzitoarele împotriva deteriorării atunci când articolele sunt introduse sau scoase din cuptor sau coșuri cu articole.

Cuptoarele cu puț sunt uneori făcute foarte adânci pentru tratarea termică a puțurilor și țevilor (10 m sau mai mult) cu mai multe zone de căldură pentru a asigura o încălzire uniformă de-a lungul înălțimii. În același timp, un lot de țevi este colectat în afara cuptorului, fixat într-o suspensie specială și coborât în ​​cuptor cu o macara.

Aceste cuptoare sunt mai puțin flexibile decât cuptoarele cu cameră, dar în unele cazuri au avantaje semnificative. Încărcarea și descărcarea produselor grele în cuptor se poate face cu ușurință cu o macara pod convențională în atelier, sau dacă aceasta nu este disponibilă, atunci cu un palan sau un bloc. Ele ocupă mai puțin spațiu deoarece sunt de obicei îngropate în pământ pentru a facilita întreținerea. Sunt ușor de sigilat și astfel reduc oxidarea produsului prin crearea unui sigiliu cu nisip, ulei sau apă pentru capac.

Datorită compactității lor mai mari și etanșării mai bune a capacelor în comparație cu ușile, pierderile acestor cuptoare sunt mai mici decât cele ale cuptoarelor cu cameră și se ridică la 15 până la 25% din puterea nominală.

Construcțiile cuptoarelor metodice diferă în principal în funcție de utilizarea unuia sau altuia mecanism de deplasare a produselor încălzite în interiorul cuptorului. Deci, cuptoarele transportoare au un transportor - o bandă fără sfârșit întinsă între doi arbori, dintre care unul este condus și condus să se rotească de un motor special. Piesele sunt plasate pe transportor manual sau cu un alimentator special și mutate pe acesta de la capătul de încărcare al cuptorului până la capătul de descărcare.

Orez. 8. Cuptor electric de întărire cu bandă transportoare

Banda transportoare este realizată din plasă împletită de nicrom (pentru părțile cele mai ușoare) sau din plăci ștanțate și tije care le unesc, iar pentru părțile grele - din zale ștanțate sau turnate. În acest din urmă caz, arborele de antrenare al transportorului este dintat și joacă rolul unor roți dințate, ai căror dinți se află între verigile lanțului.

Transportorul poate fi amplasat în camera cuptorului în ansamblu, împreună cu cei doi arbori, caz în care este încălzit tot timpul și deci căldura acumulată în el este stocată.

Dezavantajele acestui design sunt: ​​condițiile de funcționare foarte dificile ale celor doi arbori transportoare în zona de temperatură ridicată, dificultatea de reparare a acestora (accesibilitate scăzută) și inconvenientul încărcării pieselor pe suprafața fierbinte a transportorului. aceasta trebuie să răcească arborii cu apă, ceea ce duce la pierderi de căldură destul de semnificative.Din acest motiv, capetele transportorului și ramura sa inferioară sunt adesea îndepărtate de pe căptușeală. Desigur, în acest caz, transportorul se apropie de capătul încărcat al cuptorului răcit și, prin urmare, căldura acumulată de acesta dispare. Aceste pierderi de căldură sunt mai mari decât cele cu apă de răcire în cuptoarele cu transportoare închise.

Încălzitoarele dintr-un cuptor transportor sunt amplasate mai ales pe acoperiș și în vatră, sub ramura superioară a transportorului, mai rar pe pereții laterali ai camerei. Cuptoarele transportoare sunt folosite pentru a încălzi doar piese relativ mici până la 900 ° C, deoarece la o temperatură mai mare, funcționarea pieselor încărcate mecanic ale transportorului devine nesigură.

Un grup special este format din așa-numitele cuptoare de întindere, care sunt utilizate pentru încălzirea firelor sau benzilor de oțel și metale neferoase.Sunt o cameră cu încălzitoare prin care se trece o bandă sau un mănunchi de fire cu viteză mare (până la 0,5 m/s) (fig. nouă). În cuptoarele extensibile se realizează o încălzire foarte uniformă, iar defectele de tratament termic pot fi reduse la zero.

Orez. 9. Cuptor cu bandă de întindere: 1 — curea încălzită, 2 — încălzitoare cuptor, 3 — role de susținere.

Design de cuptoare de înaltă temperatură

Cel mai obișnuit este grupul de cuptoare cu încălzitoare cu carburanți. Încălzitoarele cu carborundum pot funcționa până la 1450 ° C, prin urmare cuptoarele cu încălzitoare cu carborundum acoperă intervalul de 1200 - 1400 ° C. Ele diferă de cuptoarele cu temperatură medie cu o căptușeală mai groasă constând din cel puțin trei straturi.

Deoarece rezistența tijelor se modifică semnificativ în timpul încălzirii și, în plus, pentru a evita deteriorarea acestora, este necesară o încălzire relativ lentă la 850 ° C la tensiune redusă, atunci cuptoarele de temperatură înaltă cu încălzitoare cu carburanți sunt furnizate cu transformatoare de control, care permit schimbarea tensiunea de alimentare în pași mici cel puțin într-un raport de 2:1.

Acest lucru este, de asemenea, necesar, deoarece în timpul funcționării tijele îmbătrânesc, crescându-le rezistența, drept urmare este necesară creșterea tensiunii care îi este furnizată pentru a menține puterea anterioară a cuptorului.

Din cauza îmbătrânirii, care are loc cu intensitate diferită pentru tijele individuale, nu este recomandată conectarea lor în serie din cauza posibilelor modificări diferite ale rezistenței lor în timpul încălzirii.Pe de altă parte, dacă una dintre barele conectate în paralel se defectează, nu poate fi înlocuită cu una nouă, deoarece rezistența celorlalte bare a crescut deja, este necesar să le înlocuiți pe toate cu altele noi sau să luați din vechi. , bare deja functionale, fiecare cu o rezistenta potrivita acestor conditii.

Orez. 10. Cuptor cu camera de inalta temperatura. Camera inferioară cu încălzitoare metalice este folosită pentru încălzire, cea superioară pentru temperatură ridicată cu încălzitoare cu carbură de siliciu.